專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力機的葉片變距機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可自起動的垂直軸風(fēng)力機及其阻力型葉片轉(zhuǎn)動半徑變化控 制、執(zhí)行機構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力機主要有2種類型，l種為阻力型風(fēng)力機，其葉片稱為阻力 型葉片；另1種為達(dá)里厄型風(fēng)力機，其葉片簡稱為帆形葉片。阻力型風(fēng)力機自 起動轉(zhuǎn)矩較大，在風(fēng)力作用下能自己起動，但其高速性系數(shù)及風(fēng)能利用系數(shù)較 低；達(dá)里厄型風(fēng)力機高速性系數(shù)及風(fēng)能利用系數(shù)較高，但其風(fēng)力機必需旋轉(zhuǎn)到 較高的轉(zhuǎn)速，并使絕對風(fēng)速和帆形葉片形成合適的攻角后才能獲得牽引力，絕 對風(fēng)速由自然風(fēng)速和由于葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)速合成，因此達(dá)里厄型風(fēng)力機不能 自起動，要靠外力將風(fēng)力機帶動至高速后才能發(fā)電工作。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力機的缺點，本發(fā)明通過在達(dá)里厄型風(fēng)力機上增加 阻力型葉片，該阻力型葉片可沿橫梁徑向移動，根據(jù)需要移動到不同的位置， 起到起動、高速牽引、制動等作用，使本發(fā)明風(fēng)力機實現(xiàn)自起動，并提高風(fēng)力 機動力性能和超、失速控制能力。
本發(fā)明是可變距垂直軸風(fēng)力機(專利申請?zhí)?006100528978)的阻力型葉 片轉(zhuǎn)動半徑變化控制、執(zhí)行機構(gòu)，簡稱葉片變距機構(gòu)。如說明書附圖1所示， 該可變距垂直軸風(fēng)力機(專利申請?zhí)?006100528978)主要由帆形葉片8、阻 力型葉片9、中軸ll、上橫梁IO、下橫梁12及控制機構(gòu)等組成。
帆形葉片和阻力型葉片的個數(shù)一般多為2個(也適用于更多葉片的風(fēng)力機)，帆形葉片固定在橫梁外端，阻力型葉片利用滑輪等方式可在橫梁上徑向移動， 整個風(fēng)力機繞中軸軸線轉(zhuǎn)動，把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能并帶動發(fā)電機發(fā)電。在風(fēng)力 機幵始轉(zhuǎn)動之初，由于帆形葉片不能自起動，更不能帶動整個風(fēng)力機轉(zhuǎn)動，此 時阻力型葉片起著動力源作用，在風(fēng)力作用下它可帶動整個風(fēng)力機繞中軸轉(zhuǎn)動， 為增大力臂和起動力矩，此時阻力型葉片一般離中軸較遠(yuǎn)(靠近帆形葉片)，如 圖1主視圖中實線所示的阻力型葉片起動位置。由于起動之時阻力型葉片的高 速性系數(shù)(尖速比)較小，獲得的推力較大，且此時阻力型葉片的旋轉(zhuǎn)半徑(即 力臂)較大，因此產(chǎn)生較大的起動力矩，帶動風(fēng)力機起動。隨著風(fēng)力機轉(zhuǎn)速的 增大要能繼續(xù)發(fā)揮阻力型葉片較大的推力，就得減小其旋轉(zhuǎn)半徑，因此，風(fēng)力 機起動后阻力型葉片應(yīng)向中軸移動，逐步移動到如圖1主視圖中虛線所示的阻 力型葉片高速旋轉(zhuǎn)位置。
風(fēng)力機達(dá)到一定的起動轉(zhuǎn)速后，帆形葉片也具有了一定的牽引力，和阻力 型葉片一起帶動發(fā)電機組發(fā)電。當(dāng)控制系統(tǒng)根據(jù)阻力型葉片在橫梁上的位置、 實際風(fēng)速及風(fēng)力機轉(zhuǎn)速等參數(shù)判斷出阻力型葉片需要向中軸(向內(nèi))或向外端 移動時，可通過控制傳動機構(gòu)使阻力型葉片停在合適的位置，進行超、失速控 制。
如何控制阻力型葉片處在合理的位置上就是由本發(fā)明葉片變距機構(gòu)來實現(xiàn)
的。該葉片變距機構(gòu)如圖3所示由左阻力型葉片1、左絲杠螺母2、絲杠3、蝸 輪蝸桿副4、電機5、右阻力型葉片6、右絲杠螺母7及控制系統(tǒng)等組成，當(dāng)控 制系統(tǒng)根據(jù)阻力型葉片在橫梁上的位置、實際風(fēng)速及風(fēng)力機轉(zhuǎn)速等參數(shù)判斷出 阻力型葉片需要沿橫梁向中軸(向內(nèi))或向外端移動時，電機根據(jù)控制系統(tǒng)指 令作一定轉(zhuǎn)速的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并通過蝸輪蝸桿副、絲杠螺母副等傳動機構(gòu)帶動 阻力型葉片向內(nèi)或向外端移動，使阻力型葉片沿橫梁分別停在外端起動位置、高速牽引位置等。
如上所述的葉片變距機構(gòu)，由阻力型葉片、絲杠螺母、絲杠、蝸輪蝸桿副、 電機、及控制系統(tǒng)等組成。電機固定在橫梁上，電機主軸上安裝有蝸桿，蝸桿 和固定在絲杠的蝸輪相聯(lián)，絲杠則和固定在阻力型葉片上的絲杠螺母相聯(lián)。
如上所述的葉片變距機構(gòu)，其中，阻力型葉片中固定安裝有絲杠螺母，而 絲杠和絲杠螺母配合使用，絲杠軸向固定、周向可旋轉(zhuǎn)，絲杠左右兩段的螺紋 旋向相反。
如上所述的葉片變距機構(gòu)，其中，電機通過蝸輪蝸桿副減速帶動絲杠轉(zhuǎn)動， 其中其蝸輪固定安裝在絲杠上，蝸桿固定安裝在電機的轉(zhuǎn)動軸上。
本發(fā)明的有益效果是，將可變距垂直軸風(fēng)力機中的阻力型葉片根據(jù)需要控 制在合適的位置，使其起到起動、高速牽引、制動等作用。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是可變距垂直軸風(fēng)力機示意主視圖。
圖2是可變距垂直軸風(fēng)力機示意俯視圖。 圖3是葉片變距機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意主視圖。 圖4是絲杠軸立體示意圖。 圖5是蝸輪蝸桿組合立體示意圖。
具體實施方式

說明書附圖3是本發(fā)明葉片變距機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示葉片變距機 構(gòu)主要由左阻力型葉片l、左絲杠螺母2、絲杠3、蝸輪蝸桿副4、電機5、右阻 力型葉片6、右絲杠螺母7及控制系統(tǒng)等部分組成。其中，左阻力型葉片l和右阻力型葉片6安裝在橫梁左右兩側(cè)上，并且能沿橫梁徑向移動；左絲杠螺母2 和右絲杠螺母7分別固定在左阻力型葉片1和右阻力型葉片6上，并和絲杠3 配合使用；絲杠3在動力帶動下可周向轉(zhuǎn)動而軸向固定，并且絲杠3左右兩段 的螺紋旋向相反(如圖4所示)，以實現(xiàn)絲杠3轉(zhuǎn)動時能帶動左右兩個絲杠螺母 及左右兩個阻力型葉片同時沿橫梁向中軸(向內(nèi))或向外移動；蝸輪蝸桿副4 是減速傳動機構(gòu)，其蝸輪固定安裝在絲杠3上，蝸桿固定安裝在電機5的轉(zhuǎn)動 軸上(如圖5所示)，電機5經(jīng)蝸輪蝸桿副4減速把動力傳遞到絲杠3且?guī)咏z 杠3轉(zhuǎn)動，進而帶動阻力型葉片沿橫梁徑向移動。
當(dāng)控制系統(tǒng)根據(jù)阻力型葉片在橫梁上的位置、實際風(fēng)速及風(fēng)力機轉(zhuǎn)速等參 數(shù)判斷出阻力型葉片需要向中軸(向內(nèi))移動時，控制電機5轉(zhuǎn)動(設(shè)正轉(zhuǎn))， 電機5經(jīng)蝸輪蝸桿副4減速把動力傳遞到絲杠3帶動絲杠3轉(zhuǎn)動，絲杠3由于 軸向固定且左右兩段的螺紋旋向相反，其轉(zhuǎn)動時可同時帶動左絲杠螺母2和右 絲杠螺母7以及和絲杠螺母相固定的左右兩個阻力型葉片向中軸(向內(nèi))移動； 當(dāng)左右兩個阻力型葉片需要向外移動時，控制系統(tǒng)控制電機反轉(zhuǎn)，通過和正轉(zhuǎn) 時相同的傳動路線帶動左右兩個阻力型葉片同時向外移動。阻力型葉片移動的 距離由控制系統(tǒng)及其輔助機構(gòu)根據(jù)阻力型葉片在橫梁上的位置、實際風(fēng)速及風(fēng) 力機轉(zhuǎn)速等參數(shù)確定并控制，使阻力型葉片控制在合適的位置起到起動、高速 牽引、制動等作用，并提高風(fēng)力機的起動性能、動力性能和風(fēng)能利用系數(shù)，達(dá) 到本發(fā)明葉片變距機構(gòu)控制阻力型葉片處在合理的位置的目的。
權(quán)利要求1、一種垂直軸風(fēng)力機的阻力型葉片轉(zhuǎn)動半徑變化控制、執(zhí)行機構(gòu)，簡稱葉片變距機構(gòu)，其特征為，該葉片變距機構(gòu)由阻力型葉片、絲杠螺母、絲杠、蝸輪蝸桿副、電機、及控制系統(tǒng)等組成。電機固定在橫梁上，電機主軸上安裝有蝸桿，蝸桿和固定在絲杠的蝸輪相聯(lián)，絲杠則和固定在阻力型葉片上的絲杠螺母副相聯(lián)。
2、 如權(quán)利l所述的葉片變距機構(gòu)，其特征在于，阻力型葉片中固定安裝有 絲杠螺母，而絲杠和絲杠螺母配合使用，絲杠軸向固定、周向可旋轉(zhuǎn)，絲杠左 右兩段的螺紋旋向相反。
3. 如權(quán)利1所述的葉片變距機構(gòu)，其特征在于，電機通過蝸輪蝸桿副減速 帶動絲杠轉(zhuǎn)動，其中其蝸輪固定安裝在絲杠上，蝸桿固定安裝在電機的轉(zhuǎn)動軸上。
專利摘要一種可變距垂直軸風(fēng)力機的阻力型葉片轉(zhuǎn)動半徑變化控制、執(zhí)行機構(gòu)，由阻力型葉片、絲杠螺母、絲杠、蝸輪蝸桿副、電機、及控制系統(tǒng)等組成。電機通過蝸輪蝸桿副、絲杠螺母副等傳動機構(gòu)傳動，帶動阻力型葉片向內(nèi)或向外移動，使阻力型葉片起到起動、高速牽引、制動等作用，進而提高風(fēng)力機的起動性能、動力性能和風(fēng)能利用系數(shù)。
文檔編號F03D7/06GK201137551SQ20072011224
公開日2008年10月22日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者陳忠維 申請人:陳忠維